向冷却回路内的热腔提供冷却流体流的热阀、系统和方法技术方案

本发明专利技术公开一种用于向燃气涡轮发动机的冷却回路内的热腔提供一个或多个冷却流体流的热阀、系统和方法。该热阀可以包括温敏元件和阀组件，该阀组件与温敏元件机械连通。该阀组件可以包括：至少一个入口，该至少一个入口与至少一个冷却流体源流体连通；至少一个出口，该至少一个出口与热腔流体连通；和至少一个阀，该至少一个阀与温敏元件机械连通。该至少一个阀可以被布置在至少一个入口与至少一个出口之间。该温敏元件可以被配置成使该至少一个阀在关闭位置与打开位置之间移动。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术总体涉及热阀，并且更具体地涉及用于使用温敏热阀被动地向燃气涡轮发动机的冷却回路内的热腔提供一个或多个冷却流体流的系统和方法。
技术介绍
燃气涡轮发动机广泛用于工业和商业操作。典型的燃气涡轮发动机包括位于前部的压缩机、围绕中部的一个或多个燃烧器、和位于后部的涡轮。压缩机向工作流体(例如，空气)施加动能，以产生处于高能量状态的压缩工作流体。压缩工作流体离开压缩机并且流向燃烧器，在燃烧器处，压缩工作流体与燃料混合并且点燃，以产生具有高温和高压的燃烧气体。燃烧气体流向涡轮，在涡轮处，燃烧气体膨胀以做功。因此，燃气涡轮发动机的各个部件都可能由于燃烧气体而暴露于非常高的温度。结果是各个部件(例如护罩组件、转子组件、轮空间腔等)通常需要冷却并且/或者向其供给吹扫空气。因此，需要提供改进的燃气涡轮发动机冷却系统和方法。
技术实现思路
可以通过本专利技术的某些实施例来解决一些或者所有上述的需要和/或问题。根据实施例，公开了一种热阀(thermal valve)。该热阀可以向燃气涡轮发动机的冷却回路(cooling circuit)内的热腔(hot cavity)提供一个或多个冷却流体流。该热阀可以包括温敏元件(temperature sensitive element)和与该温敏元件机械连通(mechanical communication)的阀组件(valve assembly)。该阀组件可以包括：至少一个入口，该至少一个入口与至少一个冷却流体源流体连通(in fluid
communication)；至少一个出口，该至少一个出口与热腔流体连通；和至少一个阀，该至少一个阀与温敏元件机械连通。该至少一个阀可以被布置在至少一个入口和至少一个出口之间。温敏元件可以被配置成使至少一个阀在关闭位置与打开位置之间移动。在较佳实施例中，所述至少一个入口包括第一入口和第二入口。在更佳实施例中，所述第一入口与第一冷却流体源流体连通并且所述第二入口与第二冷却流体源流体连通。在更佳实施例中，所述第一入口和所述第二入口与第一冷却流体源流体连通。在更佳实施例中，所述至少一个出口包括与所述热腔流体连通的第一出口和第二出口。在进一步的更佳实施例中，所述至少一个阀包括被布置在所述第一入口和所述第一出口之间的第一阀和被布置在所述第二入口和所述第二出口之间的第二阀。在较佳实施例中，两个或更多个冷却流体流在被供给到所述热腔之前在所述阀组件中混合。在较佳实施例中，两个或更多个冷却流体流被供给到所述热腔而不在所述阀组件中混合。在较佳实施例中，所述温敏元件被布置在壳体内。在另一个实施例中，公开了一种热阀。该热阀可以向燃气涡轮发动机的冷却回路内的热腔提供一个或多个冷却流体流。该热阀可以包括温敏元件和与该温敏元件机械连通的阀组件。该阀组件可以包括主体，该主体具有第一入口、第二入口、第一出口、和第二出口。该阀组件还可以包括第一阀，该第一阀在第一入口和第一出口之间被布置在主体内。该第一阀可以与温敏元件连通。该温敏元件可以被配置成使第一阀在关闭位置与打开位置之间移动。该阀组件还可以包括第二阀，该第二阀在第二入口与第二出口之间被布置在主体内。该第二阀可以与温敏元件连通。该温敏元件可以被配置成使第二阀在关闭位置
与打开位置之间移动。根据又一个实施例，公开了一种系统，所述系统包括燃气涡轮发动机以及热阀。所述燃气涡轮发动机包括压缩机、燃烧器和涡轮；所述热阀用于向所述燃气涡轮发动机的冷却回路内的热腔提供一个或多个冷却流体流，所述热阀包括温敏元件和阀组件，所述阀组件与所述温敏元件机械连通。所述阀组件包括主体、第一阀和第二阀，所述主体具有第一入口、第二入口、第一出口和第二出口；所述第一阀在所述第一入口和所述第一出口之间被布置在所述主体内并且与所述温敏元件机械连通，其中所述温敏元件被配置成使所述第一阀在关闭位置与打开位置之间移动；所述第二阀在所述第二入口与所述第二出口之间被布置在所述主体内并且与所述温敏元件机械连通，其中所述温敏元件被配置成使所述第二阀在关闭位置与打开位置之间移动。在较佳实施例中，所述温敏元件被布置在壳体内。在较佳实施例中，所述第一出口和所述第二出口与所述热腔流体连通。在较佳实施例中，所述第一入口和所述第二入口与第一冷却流体源流体连通。在更佳实施例中，当所述第一阀和所述第二阀处于打开位置时，来自所述第一冷却流体源的第一冷却流体流被供给到所述热腔。在较佳实施例中，所述第一入口与第一冷却流体源流体连通并且所述第二入口与第二冷却流体源流体连通。在更佳实施例中，当所述第一阀处于打开位置时，来自所述第一冷却流体源的第一冷却流体流被供给到所述热腔，并且当所述第二阀处于打开位置时，来自所述第二冷却流体源的第二冷却流体流被供给到所述热腔。在进一步的更佳实施例中，第一冷却流体流和第二冷却流体流在所述阀组件中混合。在较佳实施例中，所述系统还包括被布置在所述第一阀和所述第
二阀之间的密封件。在更佳实施例中，所述密封件防止第一冷却流体流在所述阀组件内与第二冷却流体流混合。根据另一个实施例，公开了一种向燃气涡轮发动机的冷却回路内的热腔提供一个或多个冷却流体流的方法。该方法包括：围绕冷却回路提供温敏元件；至少部分地基于该温敏元件的温度打开与该温敏元件机械连通的至少一个阀；和向热腔供给冷却流体流。通过以下的详细描述、附图、和所附权利要求，本专利技术其它的实施例、方面、和特征对本领域技术人员来说将变得显而易见。附图说明现在将参照附图，附图不必成比例。图1示意性地示出了根据实施例的燃气涡轮发动机。图2示意性地示出了根据实施例的处于关闭位置的热阀。图3示意性地示出了根据实施例的处于打开位置的热阀。图4示意性地示出了根据实施例的处于打开位置的热阀。图5示意性地示出了根据实施例的处于打开位置的热阀。具体实施方式下文现在将参照附图更完整地描述说明性的实施例，其中示出了一些而非所有的实施例。本专利技术可以多种不同的形式实施并且不应当被理解为限于本专利技术中所阐述的实施例。相似的附图标记在全文中表示相似的元件。本专利技术中公开了热阀的实施例。热阀可以用于从一个或多个冷却流体源向燃气涡轮发动机的冷却回路内的热腔提供一个或多个冷却流体流。热阀可以控制通过冷却回路中的多个孔口(orifices)的流体流。在一些情况下，热阀可以包括可热膨胀材料(thermally expandable material)，例如温敏元件。可热膨胀材料在高达1300华氏度(°F)的操
作温度下可以是稳定的。可热膨胀材料在任何合适的操作温度(其中包括高于或低于1300华氏度的温度)下都可以是稳定的。当围绕可热膨胀材料的温度升高时，可热膨胀材料可以膨胀，接着可以将一个或多个阀致动到打开位置，以使得一个或多个冷却流体流通过一个或多个孔口进入热腔。相反地，当围绕可热膨胀材料的温度冷却时，可热膨胀材料可以收缩，接着可以将一个或多个阀致动到关闭位置，由此阻止一个或多个冷却流体流进入热腔。此外，可热膨胀材料的膨胀和/或收缩可以增加或减少一个或多个冷却流体流。通过该方式，热阀可以提供冷却回路内的被动流调节。热阀可以提供来自单个或多个冷却流源的一个或多个冷却流。在一些情况下，一个或多个冷却流可以在热阀内混合在一起。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于向燃气涡轮发动机的冷却回路内的热腔提供一个或多个冷却流体流的热阀，所述热阀包括：温敏元件；和阀组件，所述阀组件与所述温敏元件机械连通，其中所述阀组件包括：至少一个入口，所述至少一个入口与至少一个冷却流体源流体连通；至少一个出口，所述至少一个出口与所述热腔流体连通；和至少一个阀，所述至少一个阀与所述温敏元件机械连通并且被布置在所述至少一个入口与所述至少一个出口之间，其中所述温敏元件被配置成使所述至少一个阀在关闭位置与打开位置之间移动。

【技术特征摘要】
2015.06.08 US 14/7332511.一种用于向燃气涡轮发动机的冷却回路内的热腔提供一个或多个冷却流体流的热阀，所述热阀包括：温敏元件；和阀组件，所述阀组件与所述温敏元件机械连通，其中所述阀组件包括：至少一个入口，所述至少一个入口与至少一个冷却流体源流体连通；至少一个出口，所述至少一个出口与所述热腔流体连通；和至少一个阀，所述至少一个阀与所述温敏元件机械连通并且被布置在所述至少一个入口与所述至少一个出口之间，其中所述温敏元件被配置成使所述至少一个阀在关闭位置与打开位置之间移动。2.根据权利要求1所述的热阀，其特征在于，所述至少一个入口包括第一入口和第二入口。3.根据权利要求2所述的热阀，其特征在于，所述第一入口与第一冷却流体源流体连通，并且所述第二入口与第一冷却流体源流体或者与第二冷却流体源流体连通。4.根据权利要求2所述的热阀，其特征在于，所述至少一个出口包括与所述热腔流体连通的第一出口和第二出口。5.根据权利要求4...

【专利技术属性】
技术研发人员：CM米兰达，SF辛普森，DJ戴维斯，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：美国;US